本发明属于码垛机控制,特别涉及码垛机定位控制技术,具体公开一种高精度码垛机智能控制系统。
背景技术:
1、在传统的货物堆垛过程中人工操作可能面临重复性高、劳动强度大的问题,容易导致工人疲劳和意外伤害。码垛机的应用可以有效减少这些风险,并在保护工人安全的同时提高堆垛效率。
2、利用码垛机进行货物堆垛控制主要涉及到定位控制、路径控制、执行动作控制,其中定位控制是所有控制的基础,良好的定位能够确保堆垛机在执行堆垛动作时将货物精确地放置到预定的位置,避免叠放不稳或错位的问题,这对于保证堆垛的稳定性和安全性至关重要。
3、虽然公开号为cn116495495a的中国发明专利提供了一种物料的定位方法、用于码垛装置的控制方法及码垛系统,通过获取装载位在矩阵集中对应的位置信息,确定矩阵集在预设坐标系的各坐标轴上的单位值;进而根据单位值和装载位的位置信息获取装载位在预设坐标系中的坐标位置。
4、上述方案虽然提供了在物料摆放位置不理想情况下进行偏差补偿方式实现物料的储位定位,但这种定位终究只基于所构建的坐标实施的,没有考虑到货架所在地面下沉、货架负载变化等原因造成的储位偏移,导致实际存储物料位置与货架实时状态下的储位偏差较大,会导致堆垛的不稳定性增加,影响操作安全性。
5、另外上述方案对储位的定位也缺乏对码垛机执行端执行误差的关注,码垛机的执行端通常由多个传感器集成构建,即使每个单独的传感器测量精度很高,但在传感器的集成中多个传感器的测量数据可能需要进行合并或处理,这可能引入累积误差,随着时间的推移或者在长时间运行中,这些累积误差可能会导致码垛机的定位执行偏离预期位置,会显著影响到最终的堆垛定位精度,导致物料堆垛位置定位不准确。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种高精度码垛机智能控制系统,通过对码垛定位控制进行优化,有效弥补了现有技术中码垛定位精度不高的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种高精度码垛机智能控制系统,包括:储位理想坐标定位模块,用于确定货架放置区域,并在货架放置区域建立三维直角坐标系,同时在未堆放物料前对货架上存在的储位进行编号,获取各储位的位置信息,进而基于建立的三维直角坐标系定位出货架上各储位的理想坐标。
3、定位关联检测模块,用于在货架放置区域所在地面设置沉降监测设备,并在货架上均匀布设压力传感器,由此在物料堆放过程中实时检测货架放置地面的地面沉降情况和货架负载分布均匀情况。
4、扫描定位评判模块,用于在物料堆放过程中实时将当前待堆放储位作为目标储位,进而在目标储位堆放前基于货架放置地面的地面沉降情况和货架负载分布均匀情况进行扫描定位评判。
5、目标储位扫描模块,用于当评判需要扫描定位时利用安装在码垛机执行终端上的视觉传感器扫描目标储位得到扫描图像,进而对扫描图像进行特征点捕捉得到特征点的像素坐标。
6、目标储位实际坐标识别模块,用于对视觉传感器进行标定,据此将目标储位中特征点的像素坐标进行转换,并在转换后与建立的直角坐标系进行对齐得到目标储位的实际坐标。
7、定位偏差分析模块,用于调取目标储位的理想坐标,并与目标储位的实际坐标进行对比,分析目标储位的定位偏差距离。
8、执行偏差分析模块,用于从码垛机的历史执行记录中提取控制输入的定位坐标和执行终端的执行坐标分析码垛机执行偏差距离。
9、定位控制模块,用于将目标储位的定位偏差距离和码垛机执行偏差距离反馈给控制系统进行物料运送到目标储位的定位控制。
10、定位偏差溯源模块,用于在货架堆垛结束之后汇总存在定位偏差的储位,作为异常储位,并调取在进行异常储位堆放时货架放置地面的地面沉降情况和货架负载分布均匀情况,由此进行定位偏差溯源。
11、相较于现有技术,本发明的有益效果如下:(1)本发明通过构建坐标系得到货架上各储位的理想坐标,并利用视觉传感器对待堆放储位进行特征扫描得到待堆放储位的实际坐标,与此同时调取码垛机的历史执行记录中基于控制输入的定位坐标和执行终端的执行坐标得到码垛机执行偏差情况,由此利用待堆放储位的实际坐标与理想坐标和码垛机执行偏差情况进行定位控制,实现了基于机器视觉的码垛高精度定位控制,大大提高了物料堆放的准确可靠度,有利于提高堆垛的稳定性,最大限度降低物料掉落的风险。
12、(2)本发明考虑到引发储位实际坐标与理想坐标偏差的主要因素为地面沉降和货架负载分布不均匀,由此在进行物料堆放过程中实时进行地面沉降和货架负载分布检测,进而基于检测结果进行是否利用机器视觉进行扫描定位的需求评判,能够根据评判结果进行扫描定位触发,可以避免不必要的频繁扫描和定位操作,节约资源和能源消耗,实现扫描定位的有效利用。
13、(3)本发明在货架堆垛结束之后增加了汇总实际坐标与理想坐标存在偏差的储位,并调取在进行该储位堆放时货架放置地面的地面沉降情况和货架负载分布均匀情况,由此进行定位偏差溯源,可以深入了解造成定位误差的倾向因素,为货架放置区域、货架结构调整提供针对性地调整方向,实现未来堆垛操作的有效改进。
1.一种高精度码垛机智能控制系统,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的一种高精度码垛机智能控制系统,其特征在于:所述在货架放置区域建立三维直角坐标系参见下述过程:
3.如权利要求1所述的一种高精度码垛机智能控制系统,其特征在于:所述在货架放置区域所在地面设置沉降监测设备操作如下:
4.如权利要求1所述的一种高精度码垛机智能控制系统,其特征在于:所述在货架上均匀布设压力传感器实现如下:
5.如权利要求1所述的一种高精度码垛机智能控制系统,其特征在于:所述地面沉降情况检测具体实施如下:
6.如权利要求5所述的一种高精度码垛机智能控制系统,其特征在于:所述货架负载分布均匀情况具体检测如下:
7.如权利要求6所述的一种高精度码垛机智能控制系统,其特征在于:所述扫描定位评判如下操作:
8.如权利要求1所述的一种高精度码垛机智能控制系统,其特征在于:所述目标储位的定位偏差距离分析如下:
9.如权利要求1所述的一种高精度码垛机智能控制系统,其特征在于:所述分析码垛机执行偏差距离操作如下:
10.如权利要求7所述的一种高精度码垛机智能控制系统,其特征在于:还包括定位偏差溯源模块,用于在货架堆垛结束之后汇总存在定位偏差的储位,作为异常储位,并调取在进行异常储位堆放时货架放置地面的地面沉降情况和货架负载分布均匀情况,由此进行定位偏差溯源,具体实施如下: